DE102004013895A1

DE102004013895A1 - HF Spuleneinrichtung und Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung

Info

Publication number: DE102004013895A1
Application number: DE102004013895A
Authority: DE
Inventors: Masaru Hino Yoshida
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2004-11-25
Also published as: JP2004283435A; CN1531903A; JP4118722B2; US20040189302A1; US6870369B2; CN1281185C

Abstract

Zu dem Zweck, eine HF Spuleneinrichtung bereitzustellen, die ein beliebiges Sichtfeld FOV bilden kann, wird eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung bereitgestellt zum Sammeln von Magnetresonanzsignalen, während ein statisches Magnetfeld, ein Gradienten-Magnetfeld und ein HF Magnetfeld an das abzubildende Subjekt angelegt werden, und auf der Basis der Magnetresonanzsignale ein Bild erzeugt wird, wobei die Einrichtung enthält: eine HF Spule zum Durchführen der Anlegung des HF Magnetfeldes und/oder des Empfangs der Magnetresonanzsignale, wobei in dieser HF Spule Verhältnisse der elektrischen Ströme, die durch eine Anzahl parallel geschalteter Spulenelemente fließen, durch eine Einstellvorrichtung eingestellt werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine HF (Hochfrequenz bzw. Radiofrequenz) Spuleneinrichtung und eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung und insbesondere auf eine HF Spuleneinrichtung, die für ein variables Sichtfeld (FOV Field of View) sorgt, und eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung, die eine derartige HF Spuleneinrichtung aufweist.
Die Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtungen umfassen eine solche, die eine HF Spule steuert, um ein Sichtfeld FOV zu verändern. Eine derartige Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung hat eine Vogelkäfig-Hauptspule, die an ihren Enden mit zwei Subspulen kombiniert ist, die ein-/ausgeschaltet werden, um das Sichtfeld FOV zwischen einem kleinen und einem großen umzuschalten (siehe beispielsweise Nicht-Patent-Dokument 1).

[Nicht-Patent-Dokument 1]

Boskamp, „Fast Drop Off Cylindrical RF Transmit Coils", ISRM 2002, Book of Abstracts, 874 (U.S.), 2002.

Eine derartige HF Spule kann das Sichtfeld zwischen den zwei umschalten und kann nicht ein willkürliches bzw. beliebiges Sichtfeld FOV formen.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine HF Spuleneinrichtung, die ein beliebiges Sichtfeld FOV formen kann, und eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung bereitzustellen, die eine derartige HF Spuleneinrichtung aufweist.

(1) Die Erfindung bezieht sich gemäß einem Aspekt zum Lösen der vorgenannten Aufgabe auf eine HF Spuleneinrichtung, die gekennzeichnet ist durch mehrere Spulenelemente, die parallel verbunden sind, und eine Einstelleinrichtung zum Einstellen elektrischer Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen.
(2) Gemäß einem weiteren Aspekt zum Lösen der vorgenannten Aufgabe bezieht sich die Erfindung auf eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung zum Sammeln von Magnetresonanzsignalen, während ein statisches Magnetfeld, ein Gradienten-Magnetfeld und ein HF Magnetfeld an das abzubildende Subjekt ange legt werden, und zum Erzeugen eines Bildes auf der Basis der Magnetresonanzsignale, wobei die Einrichtung gekennzeichnet ist durch: eine HF Spuleneinrichtung zum Durchführen der Anlegung des HF Magnetfeldes und/oder dem Empfang der Magnetresonanzsignale, wobei die HF Spuleneinrichtung enthält: mehrere Spulenelemente, die parallel verbunden sind, und eine Einstelleinrichtung zum Einstellen elektrischer Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen.

Bei diesen Aspekten der Erfindung wird, da die Einstelleinrichtung die elektrischen Stromverhältnisse unter mehreren Spulenelementen einstellt, ein Sichtfeld FOV definiert gemäß den elektrischen Stromverhältnissen, und somit kann ein willkürliches bzw. beliebiges Sichtfeld FOV geformt werden.

Vorzugsweise stellt die Einstelleinrichtung die elektrischen Stromverhältnisse dadurch ein, daß sie die Admittanzen von den mehreren Spulenelementen einstellt, so daß die elektrischen Stromverhältnisse auf einfache Weise eingestellt werden können.

Vorzugsweise stellt die Einstelleinrichtung die Admittanzen dadurch ein, daß sie die elektrostatischen Kapazitäten von den mehreren Spulenelementen einstellt, so daß die Admittanzen auf einfache Weise eingestellt werden können.

Vorzugsweise stellt die Einstelleinrichtung die elektrischen Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen ein, während sie die gesamte elektrostatische Kapazität der Parallelschaltung der mehreren Spulenelemente auf einem konstanten Wert hält, so daß die Resonanzfrequenz unverändert gehalten werden kann.

Vorzugsweise speichert die Einstelleinrichtung die elektrischen Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen entsprechend einem Sichtfeld FOV, so daß die elektrischen Stromverhältnisse auf einfache Weise berechnet werden können.

Vorzugsweise stellt die Einstelleinrichtung auch die gesamte elektrostatische Kapazität der Parallelschaltung der mehreren Spulenelemente ein, so daß die Resonanzfrequenz verändert werden kann.

Vorzugsweise speichert die Einstelleinrichtung die elektrischen Stromverhältnisse und die Schaltungskonstanten der mehreren Spulenelemente entsprechend einem Sichtfeld FOV, so daß die elektrischen Stromverhältnisse auf einfache Weise berechnet werden können.

Vorzugsweise haben die mehreren Spulenelemente eine gemeinsame Spulenachse und können an Intervallen auf der Spulenachse angeordnet werden, so daß das Sichtfeld FOV entlang einer Achse eingestellt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine HF Spuleneinrichtung, die ein willkürliches Sichtfeld FOV formen kann, und eine Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung bereitgestellt, die eine derartige HF Spuleneinrichtung aufweist.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung deutlich, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind.
1 ist ein Blockdiagramm von einer Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 ist ein Beispiel für eine Pulssequenz zur Magnetresonanz-Bildgebung.
3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Pulssequenz zur Magnetresonanz-Bildgebung.
4 ist ein elektrisches Schaltbild von einem Empfangs-Spulenabschnitt.
5 zeigt eine Schaltungsanordnung des Empfangs-Spulenabschnittes.
6 ist ein Blockdiagramm von einem Einstellabschnitt für das elektrische Stromverhältnis.
7 zeigt ein Beispiel von einer FOV Einstellung.
8 ist ein Fließbild von einem Betrieb der vorliegenden Einrichtung.
Es werden nun Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt ein Blockdiagramm von einer Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung. Der Aufbau der Einrichtung stellt ein Ausführungsbeispiel der Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung gemäß der Erfindung dar.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält die Einrichtung ein Magnetsystem 100. Das Magnetsystem 100 hat einen Hauptmagnetfeld-Magnetabschnitt 102, einen Gradienten-Spulenabschnitt 104 und einen HF Spulenabschnitt 106. Der Hauptmagnetfeld-Magnetabschnitt 102 und die Spulenabschnitte weisen jeweils zwei Teile auf, die über einen Raum aufeinander zu gerichtet sind. Diese Abschnitte haben eine im allgemeinen scheibenähnliche Form und sind so angeordnet, daß sie eine gemeinsame Mittelachse haben.
Ein Subjekt bzw. Patient 1 ruht auf einem Tisch 500 und wird in einen Innenraum des Magnetsystems 100 hinein und aus diesem heraus bewegt. Der Tisch 500 wird durch einen Tisch-Antriebsabschnitt 120 angetrieben.
Der Bereich bzw. die Region, die in dem Patienten 1 bildlich dargestellt werden soll, wird in einem Aufnahmespulenabschnitt 108 aufgenommen. Der Aufnahmespulenabschnitt 108 hat eine im allgemeinen zylindrische Form. Der Empfangsspulenabschnitt 108 hat mehrere Spulenelemente. Die Verhältnisse der elektrischen Ströme, die durch einzelne Spulenelemente fließen, werden durch einen Einstellabschnitt 110 für das elektrische Stromverhältnis eingestellt. Der Empfangsspulenabschnitt 108 und der Einstellabschnitt 110 für das elektrische Stromverhältnis werden nachfolgend näher beschrieben.
Der Hauptmagnetfeld-Magnetabschnitt 102 erzeugt ein statisches Magnetfeld in dem Innenraum von dem Magnetsystem 100. Die Richtung des statischen Magnetfeldes ist im allgemeinen orthogonal zu der Richtung der Körperachse des Patienten 1. Das heißt, es wird ein Magnetfeld, das üblicherweise als ein vertikales Magnetfeld bezeichnet wird, erzeugt.
Der Hauptmagnetfeld-Magnetabschnitt 102 wird beispielsweise unter Verwendung eines Permanentmagneten hergestellt. Indem der Permanentmagnet verwendet wird, kann das statische Magnetfeld auf einfache Weise erzeugt werden.
Jedoch ist der Hauptmagnetfeld-Magnetabschnitt 102 nicht auf einen Permanentmagneten beschränkt, sondern er kann unter Verwendung eines supra- oder normal leitfähigen Elektromagneten oder ähnliches hergestellt werden.
Der Gradienten-Spulenabschnitt 104 erzeugt drei Gradienten-Magnetfelder, um Gradienten für die statische Magnetfeldstärke in Richtung von drei zueinander senkrechten Achsen zu erteilen, d. h. einer Scheibenachse, einer Phasenachse und einer Frequenzachse.
Wenn man die zueinander senkrechten Koordinatenachsen in dem statischen Magnetfeldraum als x, y und z darstellt, kann jede der Achsen die Scheibenachse sein. In diesem Fall ist eine der zwei übrigen Achsen die Phasenachse und die andere ist die Frequenzachse. Weiterhin kann den Scheiben-, Phasen- und Frequenzachsen eine willkürliche Neigung in Bezug auf die x-, y- und z-Achsen gegeben werden, während die zueinander senkrechte Anordnung beibehalten wird. Dies wird gelegentlich als eine Schrägtechnik bezeichnet. In der vorliegenden Einrichtung ist die Richtung der Körperachse des Patienten 1 als die z-Achsenrichtung definiert.
Das Gradienten-Magnetfeld in der Scheiben-Achsrichtung wird gelegentlich als das Scheiben-Gradienten-Magnetfeld bezeichnet. Das Gradienten-Magnetfeld in der Phasen-Achsrichtung wird gelegentlich als das phasenkodierende Gradienten-Magnetfeld bezeichnet. Das Gradienten-Magnetfeld in der Frequenz-Achsrichtung wird gelegentlich als das Auslese-Gradienten-Magnetfeld bezeichnet. Das Auslese-Gradienten-Magnetfeld ist ein Synonym mit dem frequenzkodierenden Gradienten-Magnetfeld. Um die Erzeugung derartiger Gradienten-Magnetfelder zu ermöglichen, hat der Gradienten-Spulenabschnitt 104 drei Gradientenspulen, die nicht gezeigt sind. Das Gradienten-Magnetfeld wird nachfolgend gelegentlich einfach als der Gradient bezeichnet.
Die Sendung des Spulenabschnittes 106 erzeugt ein HF Magnetfeld in dem statischen Magnetfeldraum zum Anregen von Spins innerhalb des Patienten 1. Die Erzeugung des HF Magnetfeldes wird nachfolgend gelegentlich als Sendung von einem HF Anregungssignal bezeichnet. Weiterhin wird das HF Anregungssignal gelegentlich als der HF Puls bezeichnet. Elektromagnetische Wellen, d. h. Magnetresonanzsignale, die durch die angeregten Spins generiert werden, werden durch den Empfangs-Spulenabschnitt 108 empfangen.
Der Empfangs-Spulenabschnitt 108 kann als eine HF Spule zum Senden eines HF Pulses verwendet werden, anstatt daß der Sende-Spulenabschnitt 106 benutzt wird. Er kann auch sowohl beim Senden als auch beim Empfangen verwendet werden. Zwar ist die folgende Beschreibung darauf gerichtet, das der Empfangs-Spuleneinrichtung 108 dezidiert auf den Empfang gerichtet ist, aber das gleiche gilt für denjenigen, der zum Empfangen oder sowohl zum Senden als auch zum Empfangen verwendet wird.
Die Magnetresonanzsignale sind solche in einem Frequenz-Bereich, d. h. in einem Fourier-Raum. Da die Magnetresonanzsignale in zwei Achsen kodiert sind durch die Gradienten in den Phasen- und Frequenz-Achsrichtungen, werden die Magnetresonanzsignale als Signale in einem zweidimensionalen Fourier-Raum erhalten. Der Phasenkodierungsgradient und der Auslesegradient werden verwendet, um eine Position zu ermitteln, an der ein Signal in dem zweidimensionalen Fourier-Raum abgetastet wird. Der zweidimensionale Fourier-Raum wird nachfolgend gelegentlich als der k-Raum bezeichnet.
Der Gradienten-Spulenabschnitt 104 ist mit einem Gradienten-Treiberabschnitt 130 verbunden. Der Gradienten-Treiberabschnitt 130 liefert Treibersignale an den Gradienten-Spulenabschnitt 104, um die Gradienten-Magnetfelder zu generieren. Der Gradienten-Treiberabschnitt 130 hat drei Treiberschaltungen, die nicht gezeigt sind und die den drei Gradientenspulen in dem Gradienten-Spulenabschnitt 104 entsprechen.
Der Sendespulenabschnitt 106 ist mit einem HF Treiberabschnitt 140 verbunden. Der HF Treiberabschnitt 140 liefert Treibersignale für den HF Spulenabschnitt 108, um einen HF Puls zu senden und dadurch die Spins in dem Patienten 1 anzuregen.
Der Empfangs-Spulenabschnitt 108 ist mit einem Datensammelabschnitt 150 verbunden. Der Datensammelabschnitt 150 sammelt Signale, die durch den Empfangs-Spulenabschnitt 108 empfangen sind, als digitale Daten.
Der Gradienten-Treiberabschnitt 130, der HF Treiberabschnitt 140 und der Datensammelabschnitt 150 sind mit einem Sequenzsteuerabschnitt 160 verbunden.
Der Sequenzsteuerabschnitt 160 steuert den das elektrische Stromverhältnis einstellenden Abschnitt 110, den Gradienten-Treiberabschnitt 130, den HF Treiberabschnitt 140 und den Datensammelabschnitt 150, um das Sammeln von Magnetresonanzsignalen auszuführen.
Der Sequenzsteuerabschnitt 160 wird beispielsweise unter Verwendung eines Computers aufgebaut. Der Sequenzsteuerabschnitt 160 hat einen Speicher, der nicht gezeigt ist. Der Speicher speichert Programme für den Sequenzsteuerabschnitt 160 und mehrere Arten von Daten. Die Funktion des Sequenzsteuerabschnittes 160 wird durch den Computer implementiert, der ein in dem Speicher gespeichertes Programm ausführt.
Der Ausgang des Datensammelabschnittes 150 ist mit einem Datenverarbeitungsabschnitt 170 verbunden. Durch den Datensammelabschnitt 150 gesammelte Daten werden in den Datenverarbeitungsabschnitt 170 eingegeben. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 ist beispielsweise unter Verwendung eines Computers gebildet. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 hat einen Speicher, der nicht gezeigt ist. Der Speicher speichert Programme für den Datenverarbeitungsabschnitt 170 und mehrere Arten von Daten.
Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 ist mit dem Sequenzsteuerabschnitt 160 verbunden. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 ist über dem Sequenzsteuerabschnitt 160 und steuert diesen. Die Funktion der vorliegenden Einrichtung wird durch den Datenverarbeitungsabschnitt 170 implementiert, der ein in dem Speicher gespeichertes Programm ausführt.
Ein Abschnitt, der von dem Empfangsspulenabschnitt 108, dem das elektrische Stromverhältnis einstellenden Abschnitt 110, dem Sequenzsteuerabschnitt 160 und dem Datenverarbeitungsabschnitt 170 gebildet wird, ist ein Ausführungsbeispiel von der HF Spuleneinrichtung gemäß der Erfindung. Die Konfiguration der Einrichtung stellt ein Ausführungsbeispiel von der HF Spuleneinrichtung gemäß der Erfindung dar.
Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 speichert die Daten, die von dem Datensammelabschnitt 150 gesammelt sind, in den Speicher. In dem Speicher ist ein Datenraum ausgebildet. Der Datenraum entspricht dem k-Raum. Der Datenverar beitungsabschnitt 170 führt eine zweidimensionale inverse Fourier-Transformation an den Daten in dem k-Raum aus, um ein Bild zu rekonstruieren.
Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 ist mit einem Displayabschnitt 180 und einem Betriebsabschnitt 190 verbunden. Der Displayabschnitt 180 weist ein graphisches Display usw. auf. Der Betriebsabschnitt 190 weist eine Tastatur usw. auf, die mit einer Zeigevorrichtung versehen ist.
Der Displayabschnitt 180 zeigt das rekonstruierte Bild, das von dem Datenverarbeitungsabschnitt 170 abgegeben ist, und verschiedene Arten von Informationen. Der Betriebsabschnitt 190 wird von einem Benutzer betätigt, um mehrere Befehle, Information usw. in den Datenverarbeitungsabschnitt 170 einzugeben. Der Benutzer arbeitet über den Displayabschnitt 180 und den Betriebsabschnitt 190 interaktiv mit der vorliegenden Einrichtung zusammen.
2 zeigt als Beispiel eine Pulssequenz zur Verwendung in einer Magnetresonanz-Bildgebung. Die Pulssequenz ist eine gemäß einer Spin-Echo(SE-) Technik.
Genauer gesagt, 2 (1) ist eine Sequenz von 90° und 180° Pulsen für eine HF Anregung gemäß der SE-Technik, und (2), (3), (4) und (5) sind Sequenzen von einem Scheiben-Gradienten Gs, einem Auslese-Gradienten Gr, einem Phasenkodierungsgradienten Gp bzw. einem Spin-Echo Mr gemäß der SE-Technik. Die 90° und 180° Pulse sind durch ihre entsprechenden Mittensignale dargestellt. Die Pulssequenz wandert entlang einer Zeitachse t von links nach rechts.
Wie gezeigt ist, erzielt ein 90° Puls eine 90° Anregung der Spins. Zu dieser Zeit wird ein Scheibengradient Gs angelegt, um eine selektive Anregung von einer bestimmten Scheibe auszuführen. Nach einer gewissen Zeit von der 90° Anregung wird eine 180° Anregung, d. h. Spin-Inversion, durch den 180° Puls erreicht. Ebenfalls zu dieser Zeit wird ein Scheibengradient Gs angelegt, um eine selektive Inversion der gleichen Scheibe auszuführen.
In der Periode zwischen der 90° Anregung und der Spin-Inversion werden ein Auslesegradient Gr und ein Phasenkodierungsgradient Gp angelegt. Der Auslesegradient Gr dephasiert die Spins. Der Phasenkodierungsgradient Gp gibt den Spins eine Phasenkodierung.
Nach der Spin-Inversion werden die Spins durch einen Auslesegradienten Gr rephasiert, damit ein Spin-Echo Mr erzeugt wird. Das Spin-Echo Mr wird durch den Datensammelabschnitt 150 als Sichtdaten gesammelt. Eine derartige Pulssequenz wird 64-512 Mal in einem Zyklus TR (Wiederholungszeit) wiederholt. Der Phasenkodierungsgradient Gp wird für jede Wiederholung geändert, um zu jeder Zeit eine unterschiedliche Phasenkodierung zu bewirken. Somit werden Sichtdaten für 64-512 Ansichten erhalten.
Ein anderes Beispiel der Pulssequenz zur Magnetresonanz-Bildgebung ist in 3 gezeigt. Diese Pulssequenz ist gemäß einer GRE (Gradientenecho-) Technik.
Genauer gesagt, 3 (1) ist eine Sequenz von einem α° Puls für eine HF Anregung gemäß der GRE Technik, und (2), (3), (4) und (5) sind Sequenzen von einem Scheiben-Gradienten Gs, einem Auslese-Gradienten Gr, einem Phasenkodierungsgradienten Gp bzw. einem Gradienten-Echo Mr gemäß der GRE Technik. Der α° Puls ist durch seinen zentralen Wert dargestellt. Die Pulssequenz wandert entlang einer Zeitachse t von links nach rechts.
Wie gezeigt ist, erzielt der α° Puls eine α° Anregung der Spins. α° ist 90 oder kleiner. Zu dieser Zeit wird ein Scheiben-Gradient Gs angelegt, um eine selektive Anregung von einer bestimmten Scheibe auszuführen.
Nach der α° Anregung gibt der Phasenkodierungsgradient Gp den Spins eine Phasenkodierung. Als nächstes werden die Spins zunächst dephasiert und anschließend durch einen Auslese-Gradienten Gr rephasiert, damit ein Gradienten-Echo Mr generiert wird. Das Gradienten-Echo Mr wird durch den Datensammelabschnitt 150 als Sichtdaten gesammelt. Eine derartige Pulssequenz wird 64-512 Mal in einem Zyklus TR wiederholt. Der Phasenkodierungsgradient Gp wird für jede Wiederholung geändert, um jedes Mal eine unterschiedliche Phasenkodierung zu bewirken. Somit werden Sichtdaten für 64-512 Ansichten erhalten.
Die Sichtdaten, die durch die in den 2 oder 3 gezeigte Pulssequenz gewonnen werden, werden in dem Speicher in dem Datenverarbeitungspeicher 170 gesammelt. Die Pulssequenz ist nicht auf eine gemäß der SE oder GRE-Technik beschränkt und es ist auf einfache Weise verständlich, daß eine Pulsse quenz gemäß irgendeiner anderen geeigneten Technik, wie beispielsweise eine schnelle Spin-Echo(FSE)-Technik oder eine Echo-Planar-Bildgebung (EPI), verwendet werden kann. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 rekonstruiert ein Bild auf der Basis der Sichtdaten, die in dem Speicher gesammelt sind.
4 zeigt ein Beispiel von einem elektrischen Aufbau des Empfangsspulenabschnittes 108. Wie gezeigt ist, weist der Empfangsspulenabschnitt 108 drei Spulenelemente 810, 820 und 830 auf, die parallel geschaltet sind. Die Spulenelemente 810, 820 und 830 entsprechen einem Ausführungsbeispiel der Spulenelemente gemäß der Erfindung. Die Anzahl der Spulenelemente ist nicht auf drei begrenzt, sondern sie kann jede geeignete Zahl betragen. Zwar wird die folgende Beschreibung für den Fall gemacht, bei dem die Anzahl der Spulenelemente drei beträgt, aber das gleiche gilt für einen Fall von jeder anderen Anzahl von Spulenelementen.
Jedes der Spulenelemente 8i0 (i = 1–3) ist eine Schleife von einem Leiter, in dem ein Kondensator Ci und ein veränderbarer Kondesator VCi in Reihe geschaltet sind. Die Spulenelemente 810–830 sind in vorbestimmten Intervallen, beispielsweise regelmäßigen Intervallen, entlang einer Mittelachse oder Spulenachse von dem Empfangsspulenabschnitt 108 angeordnet. Die Spulenelemente 810–830 sind mit einem Kondensator C0 parallel geschaltet, dessen Enden Signalanschlüsse sind. Die empfangenen Signale werden von diesen Signalanschlüssen abgenommen. Wenn der Empfangsspulenabschnitt 108 beim Senden oder sowohl beim Senden als auch Empfangen verwendet wird, dienen die Signalanschlüsse als Sendesignal-Versorgungsanschlüsse.
5 zeigt ein Beispiel von einer elektrischen Schaltungsanordnung des Empfangsspulenabschnittes 108. Wie gezeigt ist, ist jedes Spulensegment 8i0 durch eine Reihenschaltung von einer Drossel Li, einem Kondensator Ci und einem veränderbaren Kondensator VCi dargestellt. Der Stellkondensator VCi ist von einer Parallelschaltung aus einer Diode variabler Kapazität und einem Festkondensator gebildet. Eine Spannung vi ist über die Parallelschaltung angelegt, und diese Spannung dient zum Einstellen der elektrostatischen Kapazität von dem veränderbaren Kondensator VCi. Die Spannung vi wird von dem ein elektrisches Stromverhältnis ein stellenden Abschnitt 110 geliefert.
6 zeigt ein Blockdiagramm von dem das elektrische Stromverhältnis einstellenden Abschnitt 110. Wie gezeigt ist, weist der das elektrische Stromverhältnis einstellende Abschnitt 110 einen Mikroprozessor 602, einen Speicher 604 und D/A-Wandler 606, 608 und 610 auf. Der Mikroprozessor 602 führt ein in dem Speicher 604 gespeichertes Programm unter der Steuerung durch den Sequenzsteuerabschnitt 160 aus und gibt Spannungen v1–v3 ab zum Einstellen der elektrostatischen Kapazitäten der veränderbaren Kondensatoren VC1–VC3 über die D/A (Digital-Analog) Wandler 606, 608 und 610.
Ein Abschnitt, mit der von den Mikroprozessor 602, dem Speicher 604, den D/A Wandlern 606, 608 und 610, dem Sequenzsteuerabschnitt 160 und dem Datenverarbeitungsabschnitt 170 gebildet ist, ist ein Ausführungsbeispiel von der Einstelleinrichtung gemäß der Erfindung.
Durch individuelles Verändern der elektrostatischen Kapazitäten der veränderbaren Kondensatoren VC1, VC2 und VC3 in dem Empfangsspulenabschnitt 108 können die Verhältnisse unter den elektrischen Strömen i1, i2, i3, die durch die Spulenelemente 810, 820 und 830 fließen, unterschiedlich verändert werden.
Da die Verhältnisse unter den elektrischen Strömen i1, i2, i3, die durch die Spulenelemente 810, 820 und 830 fließen, die Empfindlichkeitsverteilung des Empfangsspulenabschnittes 108 bestimmen, kann die Empfindlichkeitsverteilung des Empfangsspulenabschnittes 108 verändert werden durch individuelles Ändern der elektrostatischen Kapazitäten der veränderbaren Kondensatoren VC1, VC2 und VC3 durch die Spannungen v1, v2 und v3, und somit durch Verändern der Verhältnisse unter den elektrischen Strömen i1, i2 und i3 als Antwort auf eine Änderung in ihren Admittanzen. Durch Verwendung der elektrostatischen Kapazitäten können die Admittanzen auf einfache Weise geändert werden. Durch Verwendung der Admittanzen können die elektrischen Stromverhältnisse auf einfache Weise geändert werden.
7 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Empfindlichkeitsverteilung. Kurven a, b, c und d in 7 stellen Empfindlichkeitsverteilungen dar, die gewissen elektrischen Stromverhältnissen entsprechen. Kurve a stellt einen Fall dar, bei dem das elektrische Stromverhältnis des Spulenelementes 810 besonders groß ist, und die Kurve hat die maximale Empfindlichkeit an einer Position P1, an der das Spulenelement 810 auf der Spulenachse liegt. Kurve b stellt einen Fall dar, in dem das elektrische Stromverhältnis des Spulenelementes 820 besonders groß ist, und die Kurve hat die maximale Empfindlichkeit an einer Position P2, an der das Spulenelement 820 auf der Spulenachse liegt. Kurve c stellt einen Fall dar, in dem das elektrische Stromverhältnis des Spulenelementes 830 besonders groß ist, und die Kurve hat die maximale Empfindlichkeit an einer Position P3, an der das Spulenelement 830 auf der Spulenachse liegt. Die Kurve d stellt einen Fall dar, in dem die elektrischen Stromverhältnisse unter den Spulenelementen 810, 820 und 830 etwa gleich sind, und die Kurve hat eine im allgemeinen homogene Empfindlichkeitsverteilung von der Position P1 bis zur Position P3.
Ein Sichtfeld FOV für die Magnetresonanz-Bildgebung ist definiert als ein Bereich bis runter zu der Empfindlichkeit, die um einen vorbestimmten Betrag (beispielsweise –3dB) vermindert ist, und FOVa–FOVd sind somit definiert. Da die elektrischen Stromverhältnisse angenähert in einer kontinuierlichen bzw. stetigen Art und Weise unter den Spulenelementen 810–830 eingestellt werden können, kann jede Empfindlichkeitsverteilung gebildet werden; folglich kann ein beliebiges Sichtfeld FOV erhalten werden. Da darüber hinaus die Spulenelemente 810–830 an vorbestimmten Intervallen auf der Spulenachse angeordnet sind, kann das Sichtfeld FOV entlang der Spulenachse eingestellt werden.
8 zeigt ein Fließbild für einen Betrieb der vorliegenden Einrichtung, wenn ein Sichtfeld FOV definiert wird. Wie gezeigt ist, wird an der Stufe 801 ein Sichtfeld FOV spezifiziert. Die Spezifizierung von einem Sichtfeld FOV wird durch den Benutzer über den Displayabschnitt 180 und den Betriebsabschnitt 190 gemäß dem Zweck der Bildgebung durchgeführt.
Als nächstes werden an der Stufe 803 die elektrischen Stromverhältnisse unter den Spulenelementen berechnet. Die Berechnung der elektrischen Stromverhältnisse wird durch den Datenverarbeitungsabschnitt 170 ausgeführt. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 berechnet die elektrischen Stromverhältnisse, wobei beispielsweise eine Datentabelle verwendet wird, in der eine Beziehung, die durch Messung zwischen einem Sichtfeld FOV und gewissen elektrischen Stromverhältnissen vorbestimmt ist, gespeichert ist. Alternativ können die elektrischen Stromverhältnisse berechnet werden durch Simulation, die auf bekannten elektromagnetischen Charakteristiken von dem Empfangsspulenabschnitt 108 basiert.
Als nächstes werden an der Stufe 805 die Verhältnisse der elektrostatischen Kapazitäten der Stellkondensatoren VCi berechnet. Die Berechnung der elektrostatischen Kapazitätsverhältnisse werden durch den Datenverarbeitungsabschnitt 170 ausgeführt. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 berechnet die Verhältnisse der elektrostatischen Kapazitäten der Stellkondensatoren VCi in der Weise, daß die Verhältnisse der Admittanzen unter den Spulenelementen gleich den elektrischen Stromverhältnissen sind.
Als nächstes werden an der Stufe 807 die Verhältnisse der Steuerspannungen vi berechnet. Diese Berechnung wird ebenfalls durch den Datenverarbeitungsabschnitt 170 ausgeführt. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 berechnet die Verhältnisse der Steuerspannungen vi entsprechend den Verhältnissen der elektrostatischen Kapazitäten der Stellkondensatoren VCi, wobei beispielsweise eine Datentabelle verwendet wird, die Steuercharakteristiken der Stellkondensatoren VCi darstellt.
Die Berechnungen an der Stufe 803 bis zur Stufe 807 können auf einfache Weise und mit hoher Geschwindigkeit erreicht werden, indem beispielsweise eine Datentabelle verwendet wird, die eine experimentell vorbestimmte Beziehung zwischen dem Sichtfeld der FOV und gewissen vi Verhältnissen speichert.
Als nächstes werden an der Stufe 809 Werte von vi ermittelt, so daß die gesamte elektrostatische Kapazität der ganzen Spule unverändert ist. Diese Ermittlung wird durch den Datenverarbeitungsabschnitt 170 ausgeführt. Der Datenverarbeitungsabschnitt 170 ermittelt Werte von vi, die die gesamte elektrostatische Kapazität der Parallelschaltung aus den Spulenelementen 810–830 auf einem konstanten Wert hält, während die Verhältnisse von vi beibehalten werden, wobei beispielsweise die Steuercharakteristik-Datentabelle und eine Spulenkonstante-Datentabelle verwendet werden. Somit ist die Resonanzfrequenz des Empfangspulenabschnittes 108 unverändert unabhängig von der Einstellung auf den Stellkondensatoren VCi. Wenn eine Änderung in der Frequenz von einem zu empfangenden Magnetresonanzsignal befolgt werden soll, kann die gesamte elektrostatische Kapazität der gesamten Spule verändert werden, um die Resonanzfrequenz zu modifizieren.
Als nächstes wird an der Stufe 811 eine Spannung vi an jedes Spulenelement angelegt. Die Anlegung von vi wird durch den das elektrische Stromverhältnis einstellenden Abschnitt 110 durchgeführt. Der das elektrische Stromverhältnis einstellende Abschnitt 110 liefert die Steuerspannungen vi an den Empfangsspulenabschnitt 108 unter Steuerung durch den Sequenzsteuerabschnitt 160, der seinerseits durch den Datenverarbeitungsabschnitt 170 gesteuert wird. Das Sichtfeld FOV des Empfangsspulenabschnittes 108 wird somit wie angegeben definiert. Unter Verwendung eines derartigen Sichtbereiches FOV wird die Magnetresonanz-Bildgebung durchgeführt, wie sie vorstehend beschrieben ist.
Die vorliegende Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben worden, es können aber verschiedene Änderungen oder Substitutionen an diesen Ausführungsbeispielen durch den Fachmann gemacht werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Deshalb umschließt der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht nur diese Ausführungsbeispiele, die vorstehend beschrieben sind, sondern alle, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

HF Spuleneinrichtung enthaltend: mehrere Spulenelemente, die parallel geschaltet sind, und eine Einstellvorrichtung zum Einstellen elektrischer Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen.
HF Spuleneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstellvorrichtung die elektrischen Stromverhältnisse dadurch einstellt, daß die Admittanzen der mehreren Spulenelemente eingestellt werden.
HF Spuleneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstellvorrichtung die elektrischen Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen einstellt, während die gesamte elektrostatische Kapazität der Parallelschaltung der mehreren Spulenelemente auf einem konstanten Wert gehalten ist.
HF Spuleneinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einstellvorrichtung die elektrischen Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen entsprechend einem Sichtfeld FOV speichert.
Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung zum Sammeln von Magnetresonanzsignalen, während ein statisches Magnetfeld, ein Gradienten-Magnetfeld und ein HF Magnetfeld an das abzubildende Subjekt angelegt sind, und ein Bild auf der Basis der Magnetresonanzsignale erzeugt wird, wobei die Einrichtung enthält: eine HF Spuleneinrichtung zum Durchführen der Anlegung des HF Magnetfeldes und/oder des Empfangs der Magnetresonanzsignale, wobei die HF Spuleneinrichtung enthält: mehrere Spulenelemente, die parallel geschaltet sind, und eine Einstellvorrichtung zum Einstellen von elektrischen Stromverhältnissen unter den mehreren Spulenelementen.
Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einstellvorrichtung die elektrischen Stromverhältnisse dadurch einstellt, daß die Admittanzen der mehreren Spulenelemente eingestellt werden.
Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei Einstellvorrichtung die elektrischen Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen einstellt, während die gesamte elektrostatische Kapazität der Parallelschaltung der mehreren Spulenelemente auf einem konstanten Wert gehalten ist.
Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einstellvorrichtung die elektrischen Stromverhältnisse unter den mehreren Spulenelementen entsprechend einem Sichtfeld FOV speichert.
Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Einstellvorrichtung auch die gesamte elektrostatische Kapazität der Parallelschaltung der mehreren Spulenelemente einstellt.
Magnetresonanz-Bildgebungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei die mehreren Spulenelemente eine gemeinsame Spulenachse haben und an Intervallen auf der Spulenachse angeordnet sind.